Publicaciones correspondientes al día: 9 octubre, 2018

Amplificación (1): Ganancia y decibelios

La Ganancia de un amplificador

La Ganancia es la proporción entre el nivel de salida y el nivel de entrada. La Ganancia entonces se expresa en "veces", lo que no tiene unidad; si la Ganancia expresa el nivel de salida respecto de un nivel específico referencia (que no tiene porqué ser la unidad de medida) entonces se dice que la Ganancia es de x veces sobre el valor de referencia.

Ganancia en Tensión

Si tratamos de tensión de salida de un amplificador, Vout, comparándola con la tensión de entrada, Vin, tendríamos la Ganancia en Tensión:

                     Vout       donde ΔV es la Ganancia en Tensión
         ΔV =  ———
                      Vin

Ganancia en Intensidad

Si comparamos la intensidad de salida un amplificador, Iout,  frente a la intensidad de entrada, Iin, tendríamos la Ganancia en Intensidad:

                     Iout       donde ΔI es la Ganancia en Intensidad
         ΔI =  ———
                      Iin

Ganancia en Potencia

Si comparamos la potencia de salida de salida, , respecto de la potencia de entrada, lo que tendríamos sería la Ganancia en Potencia:

                     Pout       donde ΔP es la Ganancia en Potencia
         ΔP =  ———
                      Pin

Veamos cómo nos lo cuentan desde el Canal de Youtube ElectrónicaFP :

 

Decibelios

El decibelio es una unidad logarítmica que nos permite representar de una manera cómoda el cociente o proporción entre diferentes valores muy dispares entre sí. Este tipo de representación se utiliza cuando el parámetro a considerar (nivel de Ganancia, tensión, potencia, nivel de sonido, etc) puede tener variaciones muy amplias, por ejemplo, desde 1 hasta 1.0.0000.0000 y queremos representarlo con un número más sencillo.

También hay que tener en cuenta que nosotros, como animales, hemos evolucionado de modo que no captamos los valores de los parámetros como nivel de luminosidad, de sonido, de presión, etc de modo lineal: el doble de cantidad luz no lo sentimos sino como un poco más de luz; lo mismo pasa con el sonido: para  que valoremos el doble de nivel de presión sonora de un fenómetro sotre otro hay que casi multiplicar por 10 el valor real del nivel de presión sonora de referencia. El decibelio es una forma de expresar una magnitud física que nosotros, como humanos, valoraremos de una forma más natural.

Luego, el decibelio es una comparación entre 2 magnitudes:

  • la magnitud a evaluar; por ejemplo la potencia P2
  • la referencia para evaluar la magnitud; puede ser otra P1 o una de referencia PREF

Si la magnitud que deseamos expresar es Potencia eléctrica:

                                   P2      ΔP [dB] es el Incremento/Ganancia en Potencia
   ΔP [dB] = 10 x log ——-                 expresado en dB, que tiene P2 sobre P1
                                   P1

¿Y porqué ponemos el 10x en lugar de poner el log… nada más? pues porque la fórmula sin el x10 nos daría Belios, y el Belio es una cantidad de valor muy muy grande; por lo que se utiliza normalmente multiplicado x10, que entonces serían deciBelios, dB.

Si ponemos una PREF como valor P1, entonces obtendríamos el Nivel de Potencia de P2 referido a PREF; ahora ya no es un valor relativo, sería un valor cuantificable de potencia espresado en dB.

Pues lo mismo podemos hacer con muchos otros parámetros físicos, en nuestro caso relacionados con la electrónica o el sonido:

Si la magnitud que deseamos expresar es Voltaje eléctrico

                                  Vout      ΔV [dB] es el Incremento/Ganancia en Tensión
   ΔV [dB] = 20 x log ——–                 expresado en dB, que tiene Vout sobre Vin
                                  Vin

Atento a que con voltaje (e intensidad) se pone x20 en lugar de x10, como se pone con potencia.

Y así podríamos hacer lo mismo con la Intensidad eléctrica, la Potencia del Nivel Sonoro, etc. 

Pero veamos cómo nos lo explican desde el Canal de Youtube ElectrónicaFP:

 
 
Hasta aquí una primera toma de contacto con los decibelios, ya que es un asunto que va a dar mucho de sí, sobre todo en el ámbito del Audio y las Telecomunicaciones.
 

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